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~ 1
La presente invention est du domaine du
nettoyage des petits instrumen-ts tels que de chirurgie, de den-
tisterie, de 'Laboratoire~ de cuisine~ etc.O~ qu1 necessitent en-
tre deux usa~es un nettoyage ~oi(,Jné ~t quelquefo-is mème une sté-
rilisation.
On connaLt depuls un passe recent des
dispositifs de nettoyage utilisant une vib ation ultrasonore ,
ces dispositifs sont constitues d~ufle manière ~enerale ~ar une
cuve sur le fond ou les parois de laquelle est appllque un ~ene~
rateur d'ultrasons tel quià quartz piezo-é'Lectr1que ou à ma(3neto~
striction. Les objets à nettoyer soni places dans la cuve conte
nant un liquide qui peut etre suivant ie cas de l~eau additîonne~
de detergent ou un solvant organique. On sait que les vibr~t1ons
ultrasonores engendrent a l'echelle microscopique au seîn du 11-
~I quide des zones de compression et de depression qui sollicltent
mecaniquement, à l'echelle microscopique certes, mais de façvn
;~ violente les objets contenus dans le liquide. ~e phénomèrle est
connu sous le nom de cavitation. Les corps etrarlgers ~résents SL~
les surfaces à nettoyer sont alors arraches et disperses dans Le ll~uide
Dans le cas d'outi'llage a UsaCJe Inedica~
ou scientifique, les objets ainsi nettoyés sont souverlt soufnls
aseptisation, soit nar ~assage dans un four ou une etuvet soiL
par trempa~fe dans un liquide ase~tisant~ soi oar exrJosition dans
une enceinte à des radiations actiniques tel'Les que les rayons
ultraviolets.
L'operation d'aseptisation consecutive
au nettoyage par ultraso~, à moins qu'elLe ne soit du mode à ste~
rilisation par etuvage, peut ne ~as etre toujours efficace , ain-
si~ si les objets nettoyés comnortent des cavites~les souillures
~résentes dans le liquide consecutivement a 14action des ultra-
sons se logeront dans ces cavités ou elles seront a l~abri de
l'action bactéricide des ultraviolets ou de l'agent chimîque uti-
lisé pour l'ase tisation.
Un autre inconvénient de la façon de fai-
re sus décrite réside dans les manipulations successive~ des ~b-
Jets pour leur faire subir les différentes opérations de nettoya~
ge et d'ase~tisation.
.
,
~62~
Le but de la presente invention est de proposer
un dispositif permet-tant au praticien de disposer d'outils
propres et aseptises apres les avoir abandonnes un certain
temps-dans le dispositi~, les opérations du praticien se
limitant a deposer les outils dans le dispositiE, à en-
clencher un programme de nettoyage et à les en retirer
lorsqu'il en a besoin et après que le programme de nettoyage
ait ete execute.
Un dispositi~ remplissant ce but met en oeuvre,
selon l'invention, un procede consistant à produire dans
le liquide dans lequel baignent les obiets à nettoyer, tels
que des ustensiles chirurgicaux, scientifiques, culinaires,
etc... une agitation ultrasonore et simultanement à irradier
le liquide au moyen d'une lumière actinique telle que
rayons ultraviolets~
Il resulte de cette ~açon de faire que les par-
ticules de souillures contaminees par les bacteries sont
arrachees de leur support protecteur que constituent les
cavités des objets a nettoyer, pour etre dispersees dans
le liquide où elles sont exposees au rayonnement actinique
et de ce fait detruites.
Plus particulièrement, la presente invention pro-
pose un procede de nettoyage et d'aseptisation d'objets
disposes dans une cuve contenant un liquide de nettoyage.
Ce procede est caracterise en ce que l~'on produit dans le
liquide une agitation ultrasonore et que simultanement on
.
irradie ce liquide au moyen dlun rayonnement actinique,
d'où il resulte que des souillures contaminees sont arra-
chees desdits objets pour etre dispersees dans le liquide
où des bacteries presentes dans les souillures contaminees
sont exposees au rayonnement actinique et de ce ~ait de-
truites/ et d'où il resulte ~inalement que le nettoyage
est un nettoyage aseptisant.
Selon une autre caracteristique generale secon-
daire du procede, les objets à nettoyer sont gardes cons-
tamment exposes au rayonnement actinique après le retrait
' . .
- 2 -
- ,B .... :
.
' ' ( ! . ` .
~ ~' : , - . . ' :
..
- - ~
1~6~9L4
du liquide jusqu'a leur utilisation.
Il doit etre bien compris que l'action simul-
tanee des ultrasons et des rayons ultraviolets n'est pas
équivalente a leur utilisation successive; en effet l'agi-
tation microscopique du liquide entraIne au bout d'un
certain temps.une agitation macroscopique qui a pour efet
: d'amener les bacteries extraites par les agitations micros
copiques dans le champ d'irradiation ultraviolette; ainsi
dans son resultat l'action des ul,traviolets pourrait etre
equiva~ente a.l'agitation d'un liquide a~ant par lui-meme
un effet bactericide; mais on sait aussi que les agents
chimiques hactericides, tels que le chlore ou les produits.
çhlores, peuvent avoir une action nefaste sur les surfaces
de ces petits outlls medicaux ou scientifiques.
La presente invention a egalement pour objet un
dispositif de nettoyage et d'aseptisation d'objets caracte-
rise en ce qu'il comprend pour agir en combinaison:
une cuve destinee a contenir un liquide de .
nettoyage;
un generateur d'ultrasons pour produire dans le
liquide de la cuve une agitation ultrasonore;
. une source de rayonnement actinique pour irradier
le liquide avec une radiation ultra-violette simultanement
: ~ a l'agitation ultrasonore; et
: 25 des moyens pour soutenir au sein du liquide les . objets à nettoyer.
, Selon une autre caracteristique d'un tel dispo-
. .. . . . .
source de rayonnement actinique est situee sous un cou-
vercle formant reflecteur dispose au-dessus de la cuve.
Selon une caracteris-tique secondaire, le disposi-
tif comprend un moyen de chauffage du liquide qui peut être
avantageusement une resistance collee à la cuve au moyen
d'un elastomère au silicone et de preference sur une face
exterieure de la cuve.
Selon une autre caracteristi~ue secondaire, le
dispositif comprend des moyens pour remplir la cuve de
liquide, des moyens pour, ladite cuve etant pleine, y etablir
une circulation macroscopique du liquide et des moyens pour
vider ladite cuve de son liquide.
Selon une autre caracteristique secondaire, le
' dispositif de l'invention comprend'des moyens pour in-troduire
de l'air ambiant sous le couvercle de la cuve au voisinage
de la source de rayonnement actinique, l'air introduit etan-t
destine au sechage des objets nettoyes et etant lui-même
soumis à l'action aseptisante du rayonnement.
Selon une autre caracteristique secondaire de
l'invention, le dispositif comprend des moyens de programma-
tion des-tines à commander les operations suivantes, apres
mise sous tension de llappareil, fermeture du couvercle et
commande manuelle du depart du cycle:
- activation des moyens de remplissage,'des moyens de chau~-
fage, de-la source de rayonnement et du ventilateur d'air
ambiant, et du ventilateur de refroidissement, ''
- après une duree determinee dl, -inhibition des moyens de
remplissage et simultanement activation du generateur d'ul-
trasons,
- après une duree determinee d2, inhibition du generateur
d'ultrasons, activation des moyens de vidange,
- après une duree déterminee d3, inhibition des moyens de
vidange, et'inhibition du'ventilateur de refroidissemen-t,
- apres une duree determinee _~ consecutive à l'inhibi-tion
.. j
'' :
~ - . , ' ' '
. , ~ , . .
11~62~1~
desdits moyens de vidange, inhibition de la source de
rayonnement et du ventilateur d'air ambiant, le système
retrouvant alors son état initial.
La source de rayonnemen-t et le ventilateur d'air
ambiant peuvent avantageusement être reactives pour une
nouvelle duree determinee d4 par la fermeture du couvercle
et être inhibes par l'ouverture de celui-ci; il resulte de
cette disposition d'une part une securite à l'egard des ris-
ques d'electrocution lies à`la relativement haute tension
presente dans la source de rayonnement lorsqu'elle es-t
activee, et d'au-tre part qu'une periode de sterilisation
de l'air suit une introduction d'air ambian-t non sterile
consecutive à l'ouverture du couvercle.
La presente invention sera mieux comprise, des
details en relevant apparaltront et des variantes de reali-
sation en seront donnees à la description qui va en être
faite en relation avec les figures des planches annexees
dans les~uelles :
La fig. 1 est une representation schematique
du dispositif de l'invention comprenant l'ensemble des
moyens pour assurer son fonctionnement automatique,
La fig. 2 est un diagramme onctions/temps
La fig. 3 est une representation cavalière ecor-
chée d'une variante d'exécutlon du dispositif de l'invention,
et
La fig.l4 est une illustration schematique d'une -
variante du mode de remplissage et de vidange.
Sur la ig. 1 un dispositif de l'invention est
constitue principalement d'une cuve métallique 1 et d'un
- 30 couvercle 2 articuIé sur un bord 3 de la cuve. Sous le cou-
vercle 2, formant réflecteur, dont la courbure peut être
cylindrique ou parabolique, ou de tou~e autre orme per-
mettant la concentration du rayonnement dans la cuve sous-
jacente, est situee une rampe 4 a rayons uItraviolets
~_ 4 _
.
~ -
:
~- ~.. . . .
: :: ::
., ~
. ~71~
constituant la source de lumiare actinique. Au voisinage
de la rampe 4 un orifice 5 pratiqué dans le réflecteur
permet l'introduction au moyen d'un ventilateur 6 et en di,
rection de la rampe 4, d'un courant d'air ambiant qui sera
évacué par l'interstice entre.la cuve et le couvercle.
Dans la cuve 1 un panier 7 est suspendu au sein
du liquide 8 qui peut êtrè de l'eau naturelle, distillée
ou demineralisée; des objets tels.que symbolises en 9 et
destines à être nettoyes sont places dans le panier.
Sur la face exterieure du.fond de la cuve
est rapporte le generateur d'ultrasons qui se compose d'une
plaque d'aluminium 10 collée contre le fond de la cuve et
destinée à proteger le cristal piezo-electrique et à adapter
'sa requence à la frequence de raisonnance de la cuve, d'une
rondelle 11 collee sur la plaque 10 et formant un isolant
thermique, et du transducteur 12 colle sur la rondelle 11
et constitue par un quartz piézo élec~rique et ses électro~
des; avantageusement la colle utilisée pour ces collages
est une colle cyanoacrylique.
Sur la face extérieure d'une paroi de la cuve est
rapportée par collage au moyen d'un elastomere au silicone t '
une resistance chauffante 13 destinee ~ chauffer le liquide
à t~avers les parois de la cuve; la resistance 13 est sous
.. .: : ~ . -............................................... .
.- ~ ~ . .
.
. :
dépendance d'un régulateur l3l qui ~rend son informatiorl de mar-
che-arrêt 132 sur un capteur convenablement situé sur la cuve au
voisinage de la résistance 130
Les movens de remplissage, de circulation
et de vidan~e comprennent Ull circuit tubulaire 14 débouchant d'une
part en un point bas l5 de la cuve, et diautre part en un point
l6 situé sur une paroi latQrale au voisinage du fond , sur le cir-
~ cuit est montee une pompe 17 principalement destinée à faire cir~
culer le liquide dans la cuve , la pompe l7 est. du type "~osltif"
c'est a dire qu'elle n;admet ~as, ~ ltarret~ le passa~e du liqui-
de , en amont de la pompe on a effectue sur le circult 14 un r,re~
mier piquage l8 qui ~ travers une premiere electro-vanne 19 con--
~, duit a un eaout 20D Avantageusement le piqua~e 18 est situe en
position verticale au-dessous du circuit 14 de façon à permettre
. la chute par gravite et le niegeage des souillures denses entraï-
; nées dans le circuit , selon une variante d'exécution non repr~--
: sentee, ce piquage 18 est conforme en cSrclone de facon a accen~
tuer le phenomene de piègeage par gravité~ En ava1 de la pompe ur
second piqua~e 21 conduit~ a travers une seconde ëlet:ro-v~nne 22
à une reserve de liquide 2~. Une conduitede trop p.Le.Ln 24 dQbou-
chant au voisina~e du bord su~erieur de ld cuve est rellée au
conduit d'é~out en aval de 12 électro-~anne l~. Le dispositif com-
porte aussi un oscillateur 28 dont la ~OnCtiQri est de produire une
tension electrique oscillante de fréquence propre a entralrler en
: vibration le transducteur 12 , il comprend encore~un ventilateur
29 destine à refroidir par de l~air pulse pris à l'exterieur~ les
oraanes de puissance tels,par exemple,que le transducteur et ~:
; l'oscillateur ; le circuit comprerld encore un detecteur, tel
; qu'un microrupteur I L S, de osition ouverte tfermeture du cir-
:1 30 cuit) ou fermee du couvercle 2.
~ Le fonctionnement automatique d'un dis-
'~ positif de l'invention, tel qu'il va etre décrit maintenantJest
assure par un programmateur 26 qui est de préference du t~e a
. circuitslogiqu~ integres~onctionnant selon le mode sequentiel à
partir d'une base de tem.s ~ui peut 8tre solt un oscillateur à
~: : cristal, soit toute autre source de frequence reguliere telle par
I exemple que la fréquence du secteur ; le pro~rammteur pourrait
, ~
. :
, ! '
. : - : .. ; , ,
.. . .
`ffil~l~
etre aussi du type électro-mecanique mais avec comme inconvenient
une moins grande souplesse,,de réglageO
Le programmateur 26 agit sur ies organes
operateurs du dispositif te~s que moteur~ resistance~ oscillateur,
electro-aimant etc..O ,~a~ Llintermediaire d'un eta~e de puissance
27 constitue par exemple de m ~ o-relais electro-magnetiques. Le
programmateur 26 aussi bien quë l~etage de puissance 27 reçoivent
l'energie necessaire ~ leur ronctionnement sous forme de tension
électrique appropriee~d?une `ooite dlalimentatior. 25 ~ui est elle~
meme reliee au secteur a Iravers un interrupteur general 30.
Les lignes figurees en tiret sur la
fig.l representent les 1iaisons electriques soit de commande~
de puissance,entre le programmateur, l'etage de puissance et les
divers organes opérateurs ; l'état de tensîon de ces Lignes est
du type binaire et il est dit soit active tsous tension), SOlt
inhibé (hors tension).
On a represente sur le diagramme de la
fig.2 les etats de chacune des lignes de la fig.l, pris dU fur et
a mesure du deroulement du cycle de fonctiorlnernetlt j SU.L ce dia
gramme les interventions manuelles, ou encore indeoendantes ~u
cycle de fonctionnement~ sont renresentëes par des flèches en tirets
surmontées de la lettre ~.
On pourra maintenant sulvre le deroule-
ment d'un cycle de fonctionnement en se reportant aux fig.l et 2n
La oremière o~eration, la cuve etant sup~osee contenir des objets
à nettoyer et le coilvercle etant ferme, consiste ~ mettre le dis~
positif sous tension au moyen de l~interruoteur 30, puis à ini-
~, tier le cycle en appuyant sur un poussoir 31 , l~apparition d~une
tension au bord du poussoir 31 entra;ne sîmultanement le passage
en etat active des lignes 33 et 37, c'est ~ dire que l'electro-
vanne 22 est ouverte ce qui permet le passage du liquide 23 de
la reserve dans la cuve et que la rampe ~ est allumêe et le ven-
tilateur 6 mis en marche , le passage de la liane à l~etat active
déclenche un comptage de duree dl predetermîne~j cette duree cor~
` , respond à la duree estimee de remplîssage de 1~ cuve 1 , le ter~
me de ce comptage provoque le retour de la ligne 33 à l'etat
inhibe, et de ce fait la ~ermeture de l'electro-vanne 22,et si~
; multanement fait passer a l~etat active les li~nes 34 et 35 ; le
., .
~. ~, ^ .
: I ,
I 6 -
...... . . , ~ - , :
.
:
passage ~ l'etat activé de la ligne 34 a pour effet de mettre en
chauEfage la résistance 13 t~ le passage a l'etat activé de la li-
gne 35 a nour effet de mettre en marche simultanëment ia nompe 17
l'oscillateur 28 et le ventilateur 29 le ~assa~e de la ligne 35
à l'etat activé a e~alement pour effet de declencher un second
comptage de duree prédéterminee d2 le cerme de ce comotage ~ro-
voque simultanement le retour de la ligne 34 à l'état inhibe et
le passage de la lign-e 36 a l'état activé la duree d~ prëdeter-
minee est la duree estimee necessaire our le nettoyage et liasepr
tisation des objets par l'action combinëe des ondes uitra~sonores
et des rayons ultra-violets. Le passage de la liyne 36 à l;état
active declenche un troisieme comr)tage de duree prédétermlnée d3
dont le terme fixe le retour de la ligne 36 a 1 11 ëtat inhibe
l'état activé de la ligne 36 correspond à 1 r ouverture de l~elec-
tro-vanne 19 et la duree d3 est celle estimée nécessaire a la Vl-
dange de la cuve. Le passage 3 llétat inhibé de la ligne ~6 a
aussi pour effet de déclencher un quatrieme comptage de duree
prédeterminee d4 dont le terme rovo~ue le retour ~ etat inhi-
bé de la ligne 37, c'est à dire provoque l~arret cl'e~nission de
la rampe 4 et l'arret du ventilateur 6~ ~ ce dernier stade les
objets sont en principe secs et aseptises, s-ils vnt ete conve~
nablement disposes, et sont environnes d'un air lui meme aseptisë
le maintien en fonctionnement pendant la duree d4 de la ramr~e,
consécutivement ~ la vidange de la cuve, a rermls ~ l'air qui d
remplacé le liquide dans la cuve de subir l'aseptisation par les
rayons ultra-violets.
Il est prévu que si le couvercle vient
être soulevé, par exemple ~our permettre le retrait d`un objet de
~- la cuve, (passage de la li~ne 32 a l'état activë)la fermeture du
couvercle (retour de la ligne 32 a l~etat inhihé) re~lace pour
une nouvelle durée d4 la ligne 37 ~ l'etat activé. La cuve ne se
ra à nouveau remplie pour un nouveau cycle de fonctionnement qu~a-
près une nouvelle impulsion donnée au houton poussoir 31.
Sur la fig.3 on a represente un disposi-
tif de l'invention dans une de ses formes particuliares d~execu-
~ tion r la représentation etant incomplete en ce ~ul concerne les
; or~anes opérateurs~et etant écorchée en ce qui concerne les elé-
~ ments~de carcasse et de cuverie , les éléments de cette figure
1 .-
~ 7
: .,: . . ~
qui se retrouvent dans la reprèsentation schematlque de la fig.lfi~urent avec les mêmes réferences. Ainsi le réflecteur 2 est
encastrë dans un boitier de couvercle 40 , le réflecteur est per-
çe d'une pluralite d~orifices 5 situés au voisinage dé la rampe
4 et de préférence ~uste au-dessus d'elle , dans l'espace compris
~- entre le boitier de couvercle et le reflecteur se trouve le ven-
tilateur 6 qui prélève de llair à l~exterieur et force son passa-
ge ~ travers les orifices 5r
La cuve 1 comporte,collee ~ la face ex-
terieure de sa base~la rondelle dlaluminium 10 sur laquelle estlui-même colle le transducteur 12. La cuve 1 est su~portee par
un boitier de co~rercle 41 lui-m8me supporte par un socle ~ ,
~j dans l'espace com~ris entre la cuve~ le boitier de couvercle et
le socle se trouvent ~lacés les différents organes operaieurs et
de commande tels que, représentes ~ur la ~igure, le ventilateur
; de refroidissement 29 et la pompe 170 Avanta~eusement le socle
le boitier de couvercle et le boitier de cuve svnt réalisés en
résine olyester armée de fibres de verre.
Dans une autre forme d'exécution non
représentée sur les figures, le couvercle et S011 ~oitier de cou~
~` vercle sont supportés ~ la manière d'un bràs de potence par ur.
mât tubulaire planté dans llun des bords lateraux du boitifsr de
cuve ; le mat peut simultanément cou~isser verticalement dans
son logement et tourner autour de son axeO Le mouvemen~ vertical
i ~ du mat peut être avantageusement assisté nar un contre-poidsou
; ~ un ressort. Dans cette forme d~exécution les organes de commande ; `
et l'étage de puissance sont 10(3és dans le boitier de couvercle~
le mat servant aussi de galn~e ~ la Eois pour le passage des li-
gnes de puissance et pour le passa~e de l'air du boitier de cuve
au hoitier de couvercle puis au voisinage de la ~ampe~
Sur la fig.4 un dispositif 50 de liin
ventlon d'un type quelconque est pourvu d'un circuit de liquide
particulier notamment destiné ~ assurer le remplissage de la cu~
ve depuis un réservoir 51 situé ~ous une paillasse 56 et dien
assurer la vidange dans un autre réservoir ~2 situe lui aussi
sous la ~aillasse 56. Une telle disposition sera utile lorsque
' le liquide de nettoyage étant un llquide dlun certain prix, ~el
,, qu~'alcool, solvant organique, etc.. , on desirera recupérer ce~
,, lui-ci en vue de son recvclage apras traitement~ ~uivant cette
c:
~ 8 ~ ~
~iZ7~ ~
.
dispositionr les electro-vannes de la fi~.l sont remplacees res-
pectivement par des pom~es positives 53 et ~4 tandis qu~une ~om-
pe SS a la meme situation et joue le meme rôle que la pom~e 17
de la fig.l , bien entendu dans cette dispositionelles ne peuvent
avoir, pas plus que la pom~e et les electro~vannes de la fiq.l
d'etat actif ~imultane~ il doit etre aussl comprls que la hau~
teur d'aspiration et de refoulement de la ~ompe 54 sera suffisan-
te pour assurer la montee du liquide de la reserve ~1 jusqula la
cuve.
Bien que des exemples de realisation
aient ete donnes, tant de modes de fonctionnement ~ue de confor-
mations de rëalisationl il doit etre compris que la ~portée de la
presente invention n'est ~as reduite a ces exemPles mais qu~elle
s'etend ~ l'ensemble du cham~ defini par les caracteristiques
revendiquées qui suivent.
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